JP3820629B2 - Ptcサーミスタ - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Positive Temperature Coefficient(以下、「PTC」と記す。)特性を有する導電性ポリマを用いたPTCサーミスタに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
以下、従来のPTCサーミスタについて説明する。
【0003】
従来のPTCサーミスタは、特公平1−29044号公報に、「導電性粉末を混入した有機高分子材料を素子本体とし、その両面に樹脂に金属粉を混ぜて導電性を持たせた導電性ペーストからなる電極がそれぞれ形成され、これら各電極にリード線が樹脂に金属粉を混ぜて導電性を持たせた導電ペーストによって接着され、さらに、素子本体および電極を覆うように樹脂外装がリード線の先端部を残して付与された」ものが開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の構成では、リード線を有しているため、近年の電子部品の低背化および面実装化に対応できないという課題を有していた。
【0005】
上記課題を解決するために本発明は、低背化でかつ面実装の可能なPTCサーミスタを提供することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記本発明の目的を達成するために本発明は、第1、第2の電極層のポリマPTCと対向する面に設けられた第1、第2の基板を備えたものである。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項1に記載の発明は、ポリマPTCを介して上、下面に設けられた第1、第2の電極層と、前記第1、第2の電極層の前記ポリマPTCと対向する面に設けられた第1、第2の樹脂層と、前記第1、第2の樹脂層の前記ポリマPTCと対向する面に設けられた同一材料からなる第1、第2の基板と、少なくとも前記第1、第2の基板の側面に前記第1、第2の電極層と電気的に接続するように設けられた側面電極層とからなるものである。
【0009】
また、請求項2記載の発明は、請求項1に記載の発明であって、ポリマPTCの上、下面の第1、第2の電極層が形成されていない部分に第1、第2のダミー樹脂層を設けたものである。
【0012】
(実施の形態1)
以下、本発明の一実施の形態におけるPTCサーミスタについて、図面を参照しながら説明する。
【0013】
図1は、本発明の一実施の形態におけるPTCサーミスタの断面図である。
図において、11は高密度ポリエチレン等からなる結晶性ポリマとカーボンブラック等からなる導電性粒子とを混合してなる組成物からなるポリマPTCである。12a、12bはそれぞれポリマPTC11の上、下面にそれぞれ設けられたフェノール系の樹脂等を含有した比抵抗が1×10-3Ω以下の第1、第2の電極層で、この第1、第2の電極層12a,12bとポリマPTC11とは互いに樹脂を含有しているため密着性が良いものである。このとき、第1、第2の電極層12a,12bは、ポリマPTC11の端縁を除いて設けられている。13a,13bはそれぞれポリマPTC11の上、下面の第1、第2の電極層12a,12bが設けられていないポリマPTC11の上、下面の端縁に設けられたポリエステル系等の樹脂からなる第1、第2のダミー樹脂層である。14a,14bは第1、第2の電極層12a,12bおよび第1、第2のダミー樹脂層13a,13bのポリマPTC11と対向する面に設けられ、第1、第2の電極層12a,12bと電気的に接続する第1、第2の樹脂層貫通孔14c,14dを備えてなるポリエステル等の絶縁性樹脂等からなる第1、第2の樹脂層である。15a,15bは第1、第2の樹脂層14a,14bのポリマPTC11の対向する面に設けられ第1、第2の樹脂層14a,14bの第1、第2の樹脂層貫通孔14c,14dを介して第1、第2の電極層12a,12bのどちらか一方と電気的に接続するように設けられた第1、第2の基板貫通孔15c,15dとを設けてなるアルミナセラミクス等からなる第1、第2の基板である。16は第1、第2のダミー樹脂層13a,13bおよびポリマPTC11の側面に設けられ第1、第2の樹脂層貫通孔14c,14dおよび第1、第2の基板貫通孔15c,15dを介してのみ第1、第2の電極層12a,12bのどちらか一方と電気的に接続するフェノール系の樹脂銀等からなる一対の側面電極層である。
【0014】
以上のように構成されたPTCサーミスタについて、以下にその製造方法を図面を参照しながら説明する。
【0015】
図2、図3、図4は本発明の一実施の形態におけるPTCサーミスタの製造方法を示す工程図である。
【0016】
まず、図2(a)に示すように、基板貫通孔(図示せず)を有するシート21の少なくとも基板貫通孔近傍に焼成銀等からなる導電性ペーストを上、下面からスクリーン印刷し約850℃で約30分間焼成させシート21の上、下面および基板貫通孔に基板電極層22を形成する。
【0017】
次に、図2(b)に示すように、基板電極層22以外のシート21の上面にポリエステル系等の絶縁樹脂をスクリーン印刷し約130℃で約15分間硬化させ樹脂層23を形成する。
【0018】
次に、図2(c)に示すように、基板電極層22および樹脂層23の上面に基板電極層22と電気的に接続するとともに後述する分割線(図示せず)内の端縁を除いてフェノール系等の導電性ペーストをスクリーン印刷し、約150℃で約30分間硬化させ、電極層24を形成する。
【0019】
次に、図3(a)に示すように、電極層24を形成していない樹脂層23の上面にポリエステル系等の絶縁性樹脂をスクリーン印刷し、130℃で15分間硬化させ、ダミー樹脂層25を形成する。
【0020】
次に、図3(b)に示すように、結晶化度70〜91%の高密度ポリエチレン等からなる結晶性ポリマを56重量%と平均粒径58nmで比表面積38m2/gのカーボンブラック等からなる導電性粒子を43重量%および酸化防止剤を1重量%とを約150℃に加熱した2本のロール(図示せず)にて約20分間混合し、この混合物を2本ロールからシート状で取り出して裁断し、シート21と同形状のポリマPTC26を作製した後、シート21の上面に電極層24等を形成している面に電極層24とポリマPTC26とを電気的に接続するように挟み込んで約150℃に加熱した熱プレス機で約20kg/cm2で約10秒間圧着して、電子線照射装置内で電子線を約40Mrad照射し、電子線架橋をする。
【0021】
次に、図4(a)に示すように、基板電極層22が一方向に並ぶように短冊状になるような分割溝27にダイシング等により1次基板分割を行う。
【0022】
次に、図4(b)に示すように、ダミー樹脂層25およびポリマPTC26の側面に、貫通孔のある樹脂層電極層(図示せず)および基板電極層22を介してのみ電極層24のどちらか一方と電気的に接続するフェノール系の樹脂銀等からなる一対の側面電極層28を形成する。
【0023】
最後に、図4(c)に示すように、ダイシング等により分割してPTCサーミスタ29を製造するものである。
【0024】
なお、本実施の形態では側面電極層16に電気的に接続するのは第1、第2の樹脂層貫通孔14c,14dおよび第1、第2の基板貫通孔15c,15dを介してのみ第1、第2の電極層12a,12bとしたが、第1、第2の電極層の端縁でも側面電極層に電気的に接続するとともに第1、第2の樹脂層貫通孔および第1、第2の基板貫通孔を介して電気的に接続しても良い。
【0025】
(実施の形態2)
以下、本発明の他の実施の形態におけるPTCサーミスタについて図面を参照しながら説明する。
【0026】
図5は本発明の他の実施の形態におけるPTCサーミスタの断面図である。
図において、31は高密度ポリエチレン等からなる結晶性ポリマとカーボンブラック等からなる導電性粒子とを混合してなる組成物からなるポリマPTCである。32a,32bはそれぞれポリマPTC31の上、下面にそれぞれ互い違いになるように設けられたフェノール系の樹脂等を含有した比抵抗が1×10-3Ω以下の第1、第2の電極層で、この第1、第2の電極層32a,32bとポリマPTC31とは互いに樹脂を含有しているため密着性が良いものである。このとき、第1、第2の電極層32a,32bは、ポリマPTC31の端縁を除いて設けられている。33a,33bはそれぞれポリマPTC31の上、下面の第1、第2の電極層32a,32bが設けられていないポリマPTC31の上、下面の端縁に設けられたポリエステル系等の樹脂からなる第1、第2のダミー樹脂層である。34a,34bは第1、第2の電極層32a,32bおよび第1、第2のダミー樹脂層33a,33bのポリマPTC31と対向する面に設けられポリエステル等からなる第1、第2の樹脂層である。35a,35bは第1、第2の樹脂層34a,34bのポリマPTC31の対向する面全体に設けられたアルミナセラミクス等の同一材料からなる第1、第2の基板である。36は第1、第2の電極層32a,32bのどちらか一方と電気的に接続するように設けられたフェノール系の樹脂銀等からなる一対の側面電極層である。
【0027】
以上のように構成されたPTCサーミスタについて、以下にその製造方法を図面を参照しながら説明する。
【0028】
図6、図7、図8は本発明の他の実施の形態におけるPTCサーミスタの製造方法を示す工程図である。
【0029】
まず、図6(a)に示すように、シート41の上面にポリエステル系等の絶縁樹脂をスクリーン印刷し約130℃で約15分間硬化させ樹脂層42を形成する。
【0030】
次に、図6(b)に示すように、樹脂層42の上面に後述する分割線(図示せず)内の端縁を除いてフェノール系等の導電性ペーストをスクリーン印刷し、約150℃で約30分間硬化させ、電極層43を形成する。
【0031】
次に、図6(c)に示すように、電極層43を形成していない樹脂層42の上面にポリエステル系等の絶縁性樹脂をスクリーン印刷し、130℃で15分間硬化させ、ダミー樹脂層44を形成する。
【0032】
次に、図7(a)に示すように、結晶化度70〜91%の高密度ポリエチレン等からなる結晶性ポリマを56重量%と平均粒径58nmで比表面積38m2/gのカーボンブラック等からなる導電性粒子を43重量%および酸化防止剤を1重量%とを約150℃に加熱した2本のロール(図示せず)にて約20分間混合し、この混合物を2本ロールからシート状で取り出して裁断し、シート41と同形状のポリマPTC45を作製した後、シート41の上面に電極層43等を形成している面に電極層43とポリマPTC45とを電気的に接続するように挟み込んで約150℃に加熱した熱プレス機で約20kg/cm2で約10秒間圧着して、電子線照射装置内で電子線を約40Mrad照射し、電子線架橋をする。
【0033】
次に、図7(b)に示すように、短冊状になるような分割溝46にダイシング等により1次基板分割を行う。
【0034】
次に、図8(a)に示すように、ダミー樹脂層44およびポリマPTC45の側面に、電気的に接続するフェノール系の樹脂銀等からなる一対の側面電極層47を形成する。
【0035】
最後に、図8(b)に示すように、ダイシング等により分割してPTCサーミスタ48を製造するものである。
【0036】
【発明の効果】
以上のように本発明は、低背化でかつ面実装が可能なPTCサーミスタを提供できるものである。
【0037】
また、ポリマPTCと電極層とを直接または貫通孔を介して側面電極層に接続するため、半田付け時にポリマPTCに熱が伝導しこの熱によりポリマPTCが膨張した応力を樹脂層およびダミー樹脂層が吸収するので、電気的接続が向上したPTCサーミスタを提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態におけるPTCサーミスタの断面図
【図2】同製造方法を示す工程図
【図3】同製造方法を示す工程図
【図4】同製造方法を示す工程図
【図5】本発明の他の実施の形態におけるPTCサーミスタの断面図
【図6】同製造方法を示す工程図
【図7】同製造方法を示す工程図
【図8】同製造方法を示す工程図
【符号の説明】
11 ポリマPTC
12a 第1の電極層
12b 第2の電極層
13a 第1のダミー樹脂層
13b 第2のダミー樹脂層
14a 第1の樹脂層
14b 第2の樹脂層
14c 第1の樹脂層貫通孔
14d 第2の樹脂層貫通孔
15a 第1の基板
15b 第2の基板
15c 第1の基板貫通孔
15d 第2の基板貫通孔
16 側面電極層

Claims (2)

  1. ポリマPTCを介して上、下面に設けられた第1、第2の電極層と、前記第1、第2の電極層の前記ポリマPTCと対向する面に設けられた第1、第2の樹脂層と、前記第1、第2の樹脂層の前記ポリマPTCと対向する面に設けられた同一材料からなる第1、第2の基板と、少なくとも前記第1、第2の基板の側面に前記第1、第2の電極層と電気的に接続するように設けられた側面電極層とからなるPTCサーミスタ。
  2. ポリマPTCの上、下面の第1、第2の電極層が形成されていない部分に第1、第2のダミー樹脂層を設けてなる請求項1記載のPTCサーミスタ。
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